结构调控DNA反应网络

输出与输入浓度无关

通过间隙尺寸编程反应速率，实现不依赖输入浓度的标准化输出与分级信号放大。

Cui, Shuang · 刘欣 · Wu, Ranfeng · Yao, Yao · Hongyu, Zhou · 王宾 · 张强

Chemical Engineering Journal 2026

技术优势

输出与输入浓度无关

反应速率完全由DNA结构中的间隙尺寸决定，输入浓度变化不影响输出信号模式，实现标准化信号输出。

输出速率分级可调

通过调节间隙尺寸，可在实现信号放大的同时分级控制信号输出速率，满足不同应用对信号强度的精细需求。

多通路传输可行

该策略在多输入/多输出映射及扇入扇出实验中表现稳定，可支持复杂分子信息处理网络中的信号并行传输。

可调控功能核酸组装

该策略可调控单分子和多分子功能核酸结构的形成与组装，例如G-四链体和DNAzyme，扩展了结构调控的应用范围。

应用场景

• 分子计算：构建输入无关的标准信号模块，简化DNA逻辑电路设计与级联。
• 疾病分类：利用分级放大实现生物标志物信号的精细分型，提高分类精度。
• 纳米机器调控：以结构编程的反应速率精确控制纳米机器的启动与运行强度。
• 功能核酸自组装：调控G-四链体、DNAzyme等功能结构的形成与组装路径。